本文由ulvbsnyndn贡献
7 现代建筑技术简介
本章提要
本章主要介绍绿色建筑、生态建筑、 本章主要介绍绿色建筑、生态建筑、智能建筑 和节能建筑几种新型建筑类型的概念、 和节能建筑几种新型建筑类型的概念、设计理念以 及在国内外的发展概况。 及在国内外的发展概况。其中重点是几种新型建筑 类型的基本概念和基本设计理念，其他内容作一般 类型的基本概念和基本设计理念， 了解。 了解。
本章内容
7.1 绿色建筑 7.2 生态建筑 7.3 智能建筑 7.4 节能建筑
7.1 绿色建筑 7.1.1 绿色建筑的概念
所谓绿色建筑，是一种象征，象征着节能的、 环保的、健康的、高效的人居环境，它是现代建筑 为满足人类生存与发展要求的必然产物。 绿色建筑基于建筑必须考虑与外部环境的协调、 共生，必须基于建筑与环境的整体系统观，充分考 虑环境与建筑之间的关系，以尊重生态、尊重环境 为基本出发点，结合生态设计原理创造出理想的人 居环境。
绿色建筑与生态建筑之间既有区别又有联系， 一般认为生态建筑的意义更加广泛，因此比较合适 的隶属关系应为：绿色建筑∈生态建筑。 绿色建筑强调的节能包括提高能效和能源的综 合利用两大部分；它强调的资源和材料的有效利用， 包括自然能（如太阳能）的利用，日光、地热的应 用以及无公害“绿色”材料的综合利用等。
生态建筑期望运用生态学原理，通过高科技构 建自然通风系统，追求贴近自然，建造出舒适宜人 的建筑和生活环境。 生态建筑将古代建筑技术和现代应用技术相结 合，采用综合设计的方式，把工程师、建筑师、科 学家和居住者的种种考虑和要求结合起来，考虑自 然生态和社会生态的需要，注重节省能源，减少污 染，降低造价和居住费用，注意居住者对自然空间 和人际交往的需求等。
7.1.2 绿色建筑的特征及理念
绿色建筑是以人、建筑和自然环境的协调发展 为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健 康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然 环境的使用和破坏，充分体现向大自然的索取和回 报之间的平衡。
7.1.2.1 绿色建筑的特征
第一，尽可能节约对自然环境的占用，如对木 材资源、水资源、土地资源的节约等。 第二，尽可能充分利用各种自然资源，如风能、 太阳能等。 第三，尽可能减少对自然生态平衡的影响，坚 持人、建筑与环境的共生。
7.1.2.2 绿色建筑的理念
绿色建筑所代表的是高效率、环境好而又可持 续发展的建筑，能适应生态而又不破坏生态的建筑， 它所寻求的是一种可持续发展的建筑模式。 其理念如下：
（1）绿色建筑的能源观——节能与环保 （2）绿色建筑的设计观——建筑与气候 （3）绿色建筑的技术观——技术与形式
（4）绿色建筑设计理念 绿色建筑设计是在建筑的整个生命周期内，以 生态学为基础，以人与自然的综合进化为目标并优 先考虑建筑的环境属性。绿色建筑设计时间跨度范 围大，涵盖范围广，在进行绿色设计时不仅要考虑 到建造、使用等问题，还要考虑到建筑废弃后的再 利用或处理问题。 绿色建筑可以从Reduce，Reuse，Reunite， Recycle（简称4R）来理解。
Reduce有三个层次的含义，即节能、节省以及 减少对环境的影响。 Reuse即建筑的再利用。 Reunite即建筑材料的再结合。 Recycle即建筑材料的循环利用。 总之，21世纪绿色建筑将成为人类运用科技手 段寻求与自然和谐共存、可持续发展的理想建筑模 式。
7.1.3 国外绿色建筑与建材发展的动向
7.1.3.1 绿色建筑在国外的发展
（1）美国 ①植物建筑 芝加哥建成了一座雄伟壮观的生态楼，楼内没 有砖墙，也没有板壁，而是在原来应该设置墙壁的 地方种植植物，把每个房间隔开。人们称这种墙为 “绿色墙”，称这种建筑为植物建筑。
②新型太阳能建筑 在美国，太阳能住宅被称为建筑物一体化设计， 即不再在屋顶上安装一个笨重的装置来收集太阳能， 而是把阳光转换成电能的半导体太阳能电池直接嵌 入墙壁和屋顶内。 ③资源保护屋 美国一家建筑公司为保护环境、节省地球资源， 用回收的垃圾建造房屋。这种化腐朽为神奇的房屋 被命名为“资源保护屋”，俗称“垃圾屋”。
④美国绿色办公室 美国国立资源保护委员会总部是以废旧回收物为 主要建材的绿色办公室。该栋办公楼从外表看与普通 写字楼并无区别，但它的墙壁是由麦秸秆压制并经过 高科技加工而成，其坚固性并不次于普通木结构房屋； 其他板系由废玻璃制成，办公桌用废旧报纸和黄豆渣 制成。最具特色的是其外墙缠满爬山虎等多种蔓生植 物，这不仅使办公室显得美丽清爽，并且能调节空气， 使室内冬暖夏凉，有益身心健康。
（2）德国 ①生态楼 柏林建造了第一座生态办公楼。大楼的正面安 装了一个面积为64m2的太阳能电池来代替玻璃幕墙， 其造价不比玻璃幕墙贵。屋顶的太阳能电池供应热 水。大楼的屋顶设储水设备，用于收集和储存雨水， 储存的雨水用来浇灌屋顶上的草地，从草地渗透下 去的水又回到储水器，然后流到大楼的各个厕所冲 洗马桶。楼顶的草地和储水器能局部改善大楼周围 的气候，减少楼内温度的波动。
②太阳能房屋 建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座
能在基座上转 动的跟踪阳光的太阳房，房屋安装在一个圆盘的底 座上，由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮转动。 在环形轨道上以3cm/min的速度随太阳旋转，当太阳 落山以后该房屋便反向转动，回到起点位置。它跟 踪太阳所消耗的电力仅为该房屋太阳能发电功率的 1%，而该房所获太阳能量相当于一般不能转动的太 阳能房屋的2倍。
③零能量住宅 零能量住宅曾在德国1995年BHW展览会上展示， 给参观者留下了很好的印象。这种100%靠太阳能供 给的住宅，不需要电、煤气、木材或煤，空气中没 有有害的废气，周围环境空气清新。这种房屋向南 开放的平面是扇形平面，这样可以获得很高的太阳 辐射能。其墙面采用储热能力较好的灰砂砖、隔热 材料及装饰材料，储热（保温）材料冬季保温，隔 热材料使夏季凉快。
（3）英国 英国科学家研制出一种生态住宅。其室内空气 中的二氧化碳由于自我通风结构而大大减少，并不 再使用排放破坏臭氧层的氯氟碳的空调设备。所使 用的硬木来自能维持生长的欧洲和美洲的温带森林； 不使用有害人体健康的石棉和含铅油漆等材料；热 水只在需要时才供应，免去了储水塔；照明使用轻 巧的荧光高能效和不闪烁光源。
（4）日本 ①健康建筑 1997年夏天，日本在兵库县建成了一栋试验型 “健康住宅”，整个住宅不采用有害人体健康的建筑 材料。其墙体为双重结构，每个房间建有通风口，整 个房屋的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全 热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用，其过 滤器可有效地收集空气中细小的尘埃。这种住宅能够 抑制霉菌等生物的繁殖。其建筑费用比普通住宅增加 2成左右。
②首栋环境生态高层住宅 九州市新建了一幢环境生态高层住宅，其电力 由风车提供，温热水由太阳能供给。这种太阳能收 集器，晴天可使储水箱中的水加热到沸腾，雨天也 能使水加热到约55℃。每户家庭的阳台上都装有垃 圾处理机，将各家的生活垃圾进行处理变成肥料。 公寓外停车场的地面混凝土具有良好的透水性能， 使雨水存留于地下，与停车场的树林形成一种供水 循环系统。分隔房间的墙壁上留有通风口，并配置 有通风设备，使每个住房形成良好的通风效果。
7.1.3.2 绿色建材在国外的发展
（1）德国 德国是世界上最早推行环境标志制度的国家。 1978年发布了第一个环境标志——“蓝天使”后，至 今“蓝天使”的产品已达7 500多种，占全国商品的 30%。例如推出了一种无毒、无味，对人体无害的水 性建筑涂料，获得“蓝天使”标志后，很快就占据了 市场，使传统的溶剂型建筑涂
料逐渐被淘汰，其环境 效益相当明显，每年少排放有机溶剂40 000t。德国政 府把这一成绩归功于水性建筑涂料，颁发了环境标志。
（2）英国 早在1991年，英国建筑研究院就对室内空气质 量产生有害影响的建材及家具进行了研究。通过对 臭味、霉菌、潮湿、结露、通风速率、烟气运动等 的调研和测试，提出了污染物、污染源对室内空气 质量影响状况的报告。通过对涂料、密封膏、胶粘 剂、塑料及其他建筑制品的测试，发现这些建筑材 料不同时间的有机挥发物散发率和散发量。在相对 湿度大于75%时，可能产生霉菌，会对某些人诱发过 敏症。
（3）北欧国家 丹麦、芬兰、冰岛、挪威、瑞典等国于1989年 实施了统一的北欧环境标志。 丹麦为了促进绿色建材的发展，提出了“健康 建材”（HMB）标准，规定所出售的建材产品在使 用说明书上除了标出产品质量标准外，还必须标出 健康指标。 瑞典也是积极推动和发展绿色建材的国家。
（4）加拿大 加拿大的环境标志计划“环境选择”始于1988 年，1993年3月颁布了第一个产品标志，至今已有14 个类别800多种产品被授予环境标志。加拿大对一些 建材产品制定了《住宅室内空气质量指南》。 加拿大正在积极创造健康住宅示范工程，已在 温哥华建成了2层带阁楼的健康住宅，实测结果符合 加拿大“住宅室内空气”的质量要求。
（5）美国 目前，美国环保局（EPA）正在开展住宅室内空 气质量控制的研究计划，一些州已开始实施有关材 料的环境标志计划。 华盛顿州要求机关办公室所用饰面材料和家具 在正常条件下TVOC含量不得超过0.5mg/m3，可吸入 的颗粒少于0.05mg/m3，甲醛少于0.06mg/m3，4甲基 环己烯少于0.006 5mg/m3（仅对地毯）。
洛杉矶早在1966年提出了限制有机溶剂排放量 的著名“66法规”，并于1967年1月1日实施，现在 已发展到1113法规。该法规规定建筑平光涂料的 TVOC含量，2001年应降至100 g/L，2008年为50 g/L。 不久前，美国Mobil公司建成了一栋建筑面积为 6.2万m2的绿色办公大楼。由于注意选材并进行了合 理的设计，取得了在节约资金和提高室内空气质量 等方面的良好效果。
（6）日本 日本政府对绿色建材的发展非常重视，于1988 年开展环境标志工作，至今环保产品已有2500多种。 日本科技厅于1993年制定并实施了“环境调和材料 研究计划”，通产省成立了环境调查和产品调整委 员会。近年来，在绿色建材产品研究和开发中，健 康住宅样板工程的兴建等方面获得了很多成果。
7.1.4 我发展绿色建筑的几个问题
绿色建筑的诞生，标志着世界建筑业正面临着 一场新的革命，
这一革命是以有益于生态、有益于 健康、有益于节省能源和资源、方便生活和工作为 宗旨，对建筑设计、材料、结构等方面提出了新的 思路和要求，它不再是生态环境专家们的美好的设 想，而已在一些国家变成了现实。 中国的建设具有许多特殊性，应认真吸取世界 各国的经验教训，寻求有效的、适合国情的发展道 路。
7.1.4.1 开展研究的指导思想
（1）方向与性质 我国发展绿色建筑，应充分考虑社会结构、经 济状况、人口素质及生态环境，挖掘传统建筑中顺 应环境、善用自然的绿色建筑思想和优秀的设计方 法，结合现代科学技术，探求既适合我国国情、又 满足现代生活需求的可持续发展的模式。忽视传统， 生搬硬套国外经验，或无视现代生活的要求，一味 复古，都是错误的。因此我们既要立足于本土，又 要面向现代化。
鉴于中国目前的经济发展水平，应注意综合效 果，如保护自然山林、尊重基地环境等。在技术方 面则应重视适应自然环境的低成本方法，着重开发 基于空气运动、光反射、材料适用性等基本物理原 理的应用，慎用成本高的高技术。 建筑不仅能影响自然环境，也能影响社会的行 为和反应。因此，绿色建筑应肩负起促进自然、促 进人类健康的历史使命，并通过设计手段倡导良好 的生活习惯和健康的消费观。
（2）范围与重点 绿色建筑研究需要一个适宜的可操作范围。由 于绿色建筑追求的是天、地、人的协调和平衡发展， 它应满足生态系统的良性循环。在此目标下，过小 的研究尺度对整体环境的发展不能起引导作用，而 过大的范围又难以操作。因此，合理的生态区划是 确定绿色建筑研究范围的依据。
我国一些学者对中国传统民居的构筑形态进行了 自然及生态区划的系列研究，为在全国范围内进行绿 色建筑的生态区划的研究奠定了基础。 缓解城市的人地矛盾，解决“安居”问题应成为 目前绿色建筑研究的重点。其中，一个有效的解决思 路是突破传统的土地观念，引入“土地空间化”的概 念。另外，应通过对未来家庭的人口构成和行为方式 及环境要求等方面的研究，确定“安居”住宅的合理 建筑面积，限制不合理的大面积住宅。
（3）保障体系 目前人们的环境意识还不强，应建立一套有效 的保障体系，这个体系应包括四个方面内容：①设 计规范绿色化，将绿色量化标准引入设计规范；② 方案评估的绿色化，增加环境因素的评价力度，确 立环境设计的重要地位；③建筑环境立法化，通过 法律限制，惩罚不道德、不规范设计；④生态教育 普及化，对公民进行生态教育，提高全社
会的环境 意识，是保障体系中最有效的一环。
7.1.4.2 发展绿色建筑的障碍
（1）认识上的混乱 目前一些人对传统的“绿地”与“绿色”设计 的概念认识不清，在许多场合将两者混为一谈，由 此而导致实践中的混乱。 “绿地”或“绿色”设计是城市规划设计中两 个不同的概念，传统的“绿地”只是注重面积指标 和服务半径，使绿地只能处于交通和建筑规划好后 填空插缝的消极位置，因而不能在生态意义上起作 用。
而绿色设计的含义远较“绿地”更广泛且深刻， 它更多地与生态系统、大地景观、整体和谐、集约 高效、生土技术等概念相联系。即便仅就城市开敞 绿地而言，当代城市“绿道”和“蓝道”的整体网 络只有与动植物群体形态、景观连续性、城市风道、 创造微气候等因素相吻合，才真正具有绿色设计的 意义。
（2）整体实现与局部操作的矛盾 就本质而言，绿色设计是面向可持续发展的未 来环境而言的，因此只有从大的环境整体上实现 “绿色”才能称得上真正的实现。然而在现实中， 我们却不难发现宏观的绿色规划常常在微观开发中 被肢解；反之，一些局部地段或单项建筑对绿色设 计的精心追求却又被周边恶劣环境所消蚀。 由于城市建设的动态特征和所涉及因素的复杂 性，使得绿色设计在整体实现与局部造作之间的矛 盾难以解决。
（3）利益驱动问题 实际工作中，局部利益时常损害整体利益，一 时性利益提前支取了后续时段的利益。因一味地吸 引投资，引起土地利用的无序化，以致城市中数千 年传承的生态景观体系一朝被毁。在一些城市和地 区，重要的敏感项目缺乏环境影响论证，致使生态 环境急剧恶化。在市场经济体制下，强制性的手段 和道德上的约束在转换成市场价格方面，总是显得 很脆弱。因此，利益驱动的问题是阻碍绿色设计的 一个关键因素，应引起重视。
（4）评估体系的问题 建立建筑环境评估体系是建设生态建筑关键的 一环。新建建筑是否符合生态环境的要求必须有相 应的评估体系对其进行评估，对其进行标准测定。 建立和完善建筑环境评估体系用来对建筑环境进行 监督，以实行建筑与环境的最优化配置，这是我们 在21世纪进行生态建筑建设的重要前提，更是我们 实现可持续发展的规划体系保障。
由于绿色设计客观上涉及多学科、多角度、多 要素，故其评价体系的构建过程极为复杂，它应是 多学科多方面综合努力的结果。而且这种评价体系 还面临着区域性和时段性的问题，城市建筑领域内 的评价操作一直是定性多于定量、模糊多于清晰， 这种众说纷纭的评价方
法应该建立一个包括要素、 结构、层次和时段四个基本点在内的环境评价体系， 而体系的建立则有待多学科的融合和学者之间的长 期通力协作。
（5）理论与实际的脱节 我们往往热衷于建立理论框架，纸上谈兵，而 对具体的问题探讨、实际操作不太重视，这在客观 上不利于理论的发展和实践的探索和推广。绿色设 计的地方性本土化问题，就必须作大量的乡土调查 工作，例如乡村传统建筑材料的延续和革新技术、 取水不便地区的雨水利用技术、沼气节能技术以及 地方微气候对规划和设计的影响等等。这都需要深 入基层调查研究，积累经验，也许需要数年时间才 会有所收益。
7.1.4.3 几点看法与对策
（1）建设生态建筑，必须因地制宜，合理规划 （2）坚持4R原则的同时，运用高科技，研制采 用以绿色建材为代表的新型建筑材料 （3）坚持个体与整体协调，强调整体优先的原 则
7.2 生态建筑 7.2.1 生态建筑的概念
所谓生态建筑，是根据当地的自然生态环境， 运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学 技术手段等，合理安排并组织建筑与其他相关因素 之间的关系，使建筑和环境之间成为一个有机的结 合体，同时具有良好的室内气候条件和较强的生物 气候调节能力，以满足人们居住生活的环境舒适， 使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环 系统。
7.2.2 生态建筑的特点
生态建筑具有节地、节水、节能、改善生态环 境、减少环境污染、延长建筑物寿命等诸多特点， 可以使经济效益、环境效益、社会效益得到较好的 统一。 生态建筑将人类社会与自然界之间的平衡互动 作为发展的基点，将人作为自然的一员来认识和界 定自己及其人为环境在世界中的位置。
在科学研究的意义上，生态建筑依赖于许多相 关技术的最新发展以及根据具体条件而对这些技术 的最佳搭配，或称研究性技术组合。当然，无论使 用何种技术，生态建筑总是立足于对资源的节约 （reduce）、再利用（reuse）、循环生产（recycle） 等几个方面。 生态建筑是地方性十足的建筑，这种地方性不 仅仅表现在形式上，而且指符合地方的自然、社会、 经济、资源等条件所构成的发展可能性。
7.2.3 生态建筑的发展
生态建筑是古老的建筑学与年轻的生态学有机 结合的产物。目前，越来越多国家的城市和建筑部 门正在朝着这个方向努力，并取得了令人瞩目的成 果。 新加坡从1971年以来，每年都要举行声势浩大 的植树活动，种树100万棵以上。最初，新加坡种植 桉树一类的速生树种，因为它们长得快，能提供大 量的遮荫面积，易栽
易活。
日本是世界上人均收入最高的国家之一，各种 现代化的生活设施一应俱全。然而，人们回归自然 的意识日渐强烈，希望自己的生活环境以“联想自 然、表现自然”为基调，追求的是“植物生态建 筑”。 德国汉诺威市的建筑人员和生态学专家携手合 作，共同规划设计、建造了一个与众不同的住宅区 “莱尔草场”，69套院落式的两层楼房，错落有致 地分布在整个住宅区里，每套楼房的外表各有特色， 内部结构亦不尽相同，布局不一。
美国诺次大学设计并建造了一种生态房。这个 四居室的生态房，隔热性能特别优良，它的热能来 源于人工散热、阳光及使用家电设备所产生的热量。
7.3 智能建筑 7.3.1 智能建筑概述
7.3.1.1 智能建筑的概念
所谓“智能建筑”，是指综合计算机、信息通 讯等方面最先进的技术，使建筑物内的电力、空调、 照明、防灾、防盗、运输设备等，实现建筑物综合 管理自动化、远程通讯和办公自动化的有效运作， 并使这三种功能结合起来的建筑。
由于智能建筑具有高效、节能、舒适等突出优 点，在欧、美、日及世界各地迅速发展，引起普遍 重视。 智能建筑的含义是随着科学技术的进步而不断 完善的，它之所以至今在国内外尚无统一的定义， 其重要原因之一是当今科学技术正处于高速发展阶 段，其中很多高科技成果应用于智能建筑，它的内 容与形式都在不断变化。
美国智能建筑学会（AIBI）定义“智能建筑” 是：将结构、系统、服务和管理等四项基本要求， 以及它们之间的内在关系，进行优化组合，来提供 一个投资合理、高效、节能、舒适、便利的建筑物。 这个定义比较概括而且有些抽象。 日本智能建筑研究会认为，“智能建筑”是指 具备现代化信息与通讯设备，并采用楼宇自动化技 术，具有高度综合管理功能的建筑物。
新加坡规定“智能建筑”必须具备三个条件： 一是具有保安、消防与环境控制等先进的自动控制 系统，自动调节大楼内温度、湿度、灯光等参数的 功能；二是具有良好的通讯网络和通讯设施，使各 种数据能在大楼内进行运输和交换；三是能为客户 提供足够的通讯设备与良好服务。
根据我国智能建筑专业委员会的建议，智能建 筑是利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通 讯技术、信息技术与建筑技术有机结合，通过对设 备的自动监控、信息资源的管理和对使用者的信息 服务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理、 适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便 利和灵活特点的建筑物。
智能建筑是社会信息化和经济全球化的必然产 物，是多
学科、高新技术的高度集成。大量高新技 术密集，诸如多功能可视电话、电子邮件、卫星通 讯、国际电脑通讯网络、智能保安与环境控制、信 息高速公路等尖端技术竞相应用，就能有效地构成 一个综合系统来满足大楼的各种要求，充分体现了 智能建筑的强大生命力和广阔发展远景。
智能建筑应包括下列功能和相应的系统： （1）具有高度的信息通讯处理功能，可获得由 数字式电话交换机提供的先进的通讯服务； （2）信息通讯不仅在建筑物内部，而且可与外 部通讯系统联网； （3）所具有的信息通讯处理功能，应适应技术 进步的要求，满足社会发展的需要； （4）由局部网络支持的高水平办公自动化系统；
（5）将电力、空调、防灾、防盗、运输设备等 构成综合系统，同时实现集中控制，因此，一方面 要实现以建筑物最佳控制为中心的过程自动化，另 一方面还要通过管理系统实现设备管理自动化； （6）智能系统在建筑物中的安装与管理具有良 好的适应性。
7.3.1.2 智能建筑的特征
智能建筑的特征是：具有管理自动化、办公自 动化和信息通讯系统。在一般的楼宇中，是根据用 户的要求单独提供上述服务的。而智能建筑的服务 可以综合为几个子系统。个别服务取决于大楼工程 设计和结构，并预期平衡后组成一个子系统。而且， 应该综合这些子系统的共享部分，以便它们能作为 整个系统的部分互补。这样，就能有效地构成一个 综合系统来满足大楼的各种复杂要求。这种服务特 征系统化是智能建筑的一个重要特点。
由此可见，智能建筑通过使用高科技来满足用 户的各种要求，具有安全、高效、舒适、节能和便 利等特点，可归结为综合信息工程开发的一种类型。
7.3.1.3 智能建筑的类型
（1）专用办公楼类 包括政府机关办公楼、集团公司或大型企业办 公楼、金融大厦（银行、证券、保险、期货等）、 商业楼、科教楼（科研院所、医院、学校等）。 （2）出租办公楼类 通常由房地产开发商投资兴建，对外连同大楼 内的公用设施出租、出售。出租或出售的楼层，房 间由用户根据自己的需要进行二次装修。
（3）综合楼类 集办公、金融、商业、娱乐、生活为一体，为 多功能建筑。 （4）住宅楼 多以生活起居为目的而兴建的多层、高层建筑， 或建筑群（生活小区）。
7.3.1.4 智能建筑的功能
一是从建筑物内部工作环境方面考虑的功能， 二是从居住人员接受服务方面考虑的功能，三是从 建筑物设备方面考虑的功能。现从建筑物设备方面 加以讨论。为 使智能建筑做到舒适、高效、方
便、适应、安 全和可靠，建筑物应配置必要的机械设备。 这些设备的功能如下：
（1）自动化功能 ①自动运行控制。包括空调设备、照明设备、 电力设备、备用电源等最佳运行控制，还包括卫生 设备在内的各系统的节省劳力、节约能源和资源、 高效运行自动控制。 ②安全性。设置火灾、地震等检测和报警系统， 避难疏散诱导系统，防排烟系统，灭火系统、防盗 系统、入住管理系统、防窃听系统等等。
③检测与计量。包括对电力、供水、供热等设 施的检测、计量和计费等。 ④运输设施的高效运行功能。
（2）远程通讯功能 随着计算机、数字交换机等信息交换技术和光 缆、微波通讯技术的发展，智能建筑应有高度的信 息处理功能，还应与外部通讯系统联网，具有高度 的信息通讯能力。 ①外部通讯处理。 ②大楼内的信息通讯。 ③终端设施。
（3）办公自动化功能 办公自动化主要功能如下： ①中央处理室。设置主计算机，建立起各种数 据处理、语言处理、图像处理、电子档案、信息检 索等功能。 ②工作站。通过数字处理机、个人计算机、文 字处理机和其他办公自动化机器，实现终端工作功 能。
（4）支持系统 为了确保上述功能的有效，还应有以下必要的 支持系统： ①确保对办公自动化设备、通讯设备的供电， 应使供电系统有足够的容量。保证电源质量、线路 可靠，并设置备用电源。 ②确保机器相互之间的信息传递线路畅通无阻。 信息传递线路要与信息量相符。
③确保办公环境舒适。照明要满足办公的要求； 设置空调设备；采取防止噪声和振动的措施；选用 舒适的室内装修和家具，合理的平面布置；具备必 要的休闲娱乐设施等。 ④确保安全。对防灾、防盗、抗震要采取必要 的措施。要防止楼板超载。 ⑤要为将来的发展留有余地。
7.3.2 智能建筑的产生和发展
20世纪科学技术的飞速发展，导致产业结构的 深刻变化。据日本对各职业的统计，从事第三产业 的人数，1955年为100万人，占就业总劳动人数的 26%；1985年为2800万人，占就业总劳动人数的47%， 这表明日本已从工业社会中脱胎出来，并且进入信 息化时代，信息资源现已成为社会生产的一种主要 资源，是人类生存和社会进步的重要因素。
1957年，美国从事技术、管理、职员等办公室 工作的白领人员首次超过蓝领人员。1974年到1984 年，美国办公室工作效率增加4%，而同期工业增加 100%，农业增加200%。而同时办公费用却以15%速 度增加。另一方面，白领阶层的增加，人们对办公 环境的优劣也更加重视。聘用大量享有高
薪的办公 人员，但却无法承受办公费用高涨而带来的负担。 这一矛盾必然要由适用于信息社会的手段来处理。
20世纪80年代以后，由于高技术的冲击，给一 些发展中国家的经济带来了活力，同时也面临着基 础设施落后和资金匮乏等问题，这就出现了原来由 政府投资的交通、通讯等项目向民间和国外开放， 出现了“建筑经营转让”即所谓BOT方式。 1984年美国和日本的通讯和电信业开始改革并全面 开放、大幅度自由化。尤其是90年代冷战结束，大 批高技术军工企业实现“军转民”，使得信息技术 市场出现了如火如荼的竞争格局。
在信息社会中，人们对现代建筑的概念也在发 生变化，传统建筑提供的服务已远远不能满足现代 社会和工作环境等方面的要求。智能大厦的出现， 使得一幢幢楼宇变成了一个小社会，其内部有众多 的小公司，各种商业行为要求数以兆计的信息和控 制指令进出整座大厦。智能建筑把其结构、系统、 服务和管理等基本要素以及它们之间内在联系进行 优化组合，从而提供一个投资合理、高效、舒适、 便利的环境。
由于经济和社会信息化的发展，我国的楼宇建 设正流行一股“智能化”的热潮。许多房地产商在 进行广告宣传时，将其冠以“智能化”或“5A甲级 智能大厦”。然而，大厦的“智能化”并不仅仅是 一个简单的综合布线系统的问题，这一时髦的头衔 不能随便自封。我们必须对智能大厦有一个全面、 综合、深入的认识，这对于设计者、使用者乃至房 地产开发商都是非常重要的。
智能建筑的发展史，是一个楼宇设备从监控到 管理的发展过程。早期的高层大楼一般设备非常多， 诸如空调系统、给排水系统、变配电系统、保安系 统、停车场系统等各种系统同时共存。操作和控制 这些系统，仅靠中央控制室很难实现。20世纪80年 代，微电脑技术的崛起和传统通讯技术的进步，基 本上实现了所有设备都可以由中央监控室控制，从 而提高了工作效率。
美国为了适应信息时代的要求，纷纷建成或改 建具有高科技装备的现代化大楼。同时，高科技公 司为了增强自身的应变能力，也对办公或研究环境 进行了创新和改进。 日本第一次引进智能大楼的概念是在1984年夏 天，近20年来建成了野村证券大厦、安田大厦、 KDD通信大厦、NEC总公司大楼、ARK森大楼、本 田青山大楼。日本是提出有关理论研究和进行实践 最具代表性的国家之一。1995年底日本还成立了国 家智能建筑专业委员会。
智能大厦是通过对建筑物的四个基本要素——结 构、系统、服务和管理及其系统进行优化，从而提供 一个投资合理、高
效率的舒适、温馨、便利的工作环 境。一座完整的智能大厦通常由BA（建筑自动化）、 CA（通讯自动化）、OA（办公自动化）和SA（安全 保卫自动化）组成。 BA（建筑自动化）是主要是对现代化大厦中的所 有机电和能源实现智能化管理。BA采用计算机软件对 大厦的水、电、热力、空调及通气等系统进行检测、 控制和管理，以达到舒适、安全、高效和节能的目的
CA（通讯自动化）是指利用电信网络、电视网 络、计算机网络提供大厦内外的一切语言和数据通 信，并使大厦内各用户之间根据各自需要相互传递 信息。 OA（办公自动化）是指利用计算机实现的办公 自动化，按照业务需要加上相应软件、应用软件等， 来完成文字处理、文档管理、电子票据、电子邮件、 电子数据交换（EDI）等基本功能。此外，还应有电 子黑板、会议电视等功能。
SA（安全保卫自动化）通常是指利用机电一体 化的设备（诸如电子门锁、电视监控、门窗安全防 盗系统等），通过各种摄像头或光感探测器将所需 讯号进行采集，经过图像处理器和显示系统处理后， 通过中央控制系统进行识别，最后实施相应的操作 （如对非法入侵采取启动录像、关闭出入口、通知 保安人员等措施）。
在国外，智能大厦的发展已列入城市市政规划。 在美国，设有全球性的智能建筑协会；日本许多城 市已提出建设“智能化街区”、“智能化大厦群”、 “智能化国际信息城”等；新加坡准备用12亿美元 把全岛建成光纤智能花园；韩国计划用47亿美元将 半岛建成“智能半岛”。一股智能大厦的热潮正在 世界范围内悄然兴起。
我国从20世纪90年代起开始办公自动化和智能 建筑的研究开发，一大批自动化水平较高的高层建 筑相继建成。近几年来，在北京、上海、广州等大 城市建成了数幢具有相当水平的智能建筑，如北京 的京广中心、中国国际贸易中心、上海花园饭店、 上海商城、广州的广东国际大厦等。 智能建筑在我国的发展呈以下趋势： （1）我国政府高度重视，在科研、资金和政策 方面积极地进行支持和引导，使智能建筑朝着工厂 化和规范化方向发展。
（2）采用高新技术，向系统集成化、综合化管 理及智能小区方向发展。 （3）据统计，智能建筑中智能系统投资的回收 期为3年左右，远高于建筑的其他部分，我国有关部 门正积极投入力量，开发相关的软硬件产品，使智 能建筑使用便利，成本降低，其技术和产品已成为 一个迅速成长的新兴产业。
（4）由于用户对智能建筑功能要求有很大差异， 智能建筑的设计也要分门别类，为了有针对性地设 计出符合用
户要求的多功能智能建筑，其功能正朝 着多元化方向发展。
7.3.3 智能建筑的特点及设计要求
7.3.3.1 智能建筑在使用方面必须具有的特点
（1）舒适性 （2）高效性 （3）适应性 （4）安全可靠性
7.3.3.2 智能建筑在设计时应满足的要求
（1）智能建筑的建筑环境要遵循都市化、生活 化和媒体空间化三个原则。都市化就是建筑物中都 市的功能较完善；生活化是指室内设计应体现家庭 气氛，使工作人员有亲密感，以利于提高工作效率； 媒体空间化是指室内设计应体现企业形象，具有宣 传作用。 （2）室内设计要体现舒适性，还应考虑设备配 置、色彩、空气流通、自然采光、盆景、绘画等， 满足良好空调环境和视觉环境的要求，同时控制噪 音在指标内，并设防静电防尘地毯。
（3）智能建筑由于大量使用计算机、网络通讯 设备及其他自动化设施，因而对供电、配电、空调、 照明、防火、楼层负重提出一系列不同于常规建筑 的新要求，影响了建筑物的整体格局、平面设计、 结构强度、墙体选材及管道走向。 （4）在结构方面，智能建筑由于采用了结构自 动监控报警系统、自动化抗震系统等新技术，因而 结构上可以更加安全、可靠、经济。
7.3.4 对我国发展智能化建筑的几点认识和建议
7.3.4.1 智能化建筑发展中存在的问题
（1）从1990年开始，办公型智能化建筑的热潮 一直持续到现在，而且涉及范围越来越广，并在这 股热潮中都争创世界一流水平。 （2）已建智能化建筑中的OA、CA和BA等系统 的全套设备，绝大部分均从国外引进。 （3）已建智能化建筑中各子系统和通信网络协 议多数不是开放式，因而集成化水平较低。
（4）已建智能化建筑中很多子系统功能均未得 到充分发挥，有些甚至未达到设计要求或不能长时 间有效运行。 （5）智能化建筑的行业意识较差，直到1997年， 一些学会组织和热心单位才开展有关智能化建筑的 学术活动，现都处于初级阶段，甚至侧重于商业行 为。 （6）行业管理体制各自为政及地方保护主义， 不利于发挥智能化建筑的总体优势。
（7）国家或金融部门未对智能化建筑行业的发 展起促进或导向作用。而日本开发银行、北海道东 北开发公司等对符合智能化建筑建设条件的项目， 经审查确认后均予贷款支持。 （8）国家研究部门应重视对智能化建筑重大课 题的 开发研究工作。 （9）综合性物业管理行业跟不上，使已建智能 化建筑得不到有效使用、及时保养和维护。
7.3.4.2 对发展我国智能化建筑的几点建议
（1）国家主管部门应会同有关业务部门制定有 关发展办公型智能化建
筑的技术经济政策。 （2）配合智能化建筑的市场需求，开展办公型 智能化建筑的等级划分及其基本内容的制定工作。 （3）以建筑业为主体，联合电信、电子、机械、 自动化、环保、消防、防盗、保安等部门，积极开 展适用于我国办公型智能化建筑的建筑、装备、服 务、经营管理等方案设计、设备供应、系统集成、 物业管理等开发研究工作。
（4）有关行政管理或金融主管部门，应抓住智 能化建筑这一21世纪大有发展前景的新型产业，在 政策及资金上予以支持。
7.3.5 智能化建筑发展展望
智能建筑作为综合国力和科技水平的具体体现， 其特点和优势明显，市场前景看好。智能建筑首先要 完成与国际信息高速公路接轨，同时，也将极大地促 进信息高速公路的发展。 智能建筑的发展将带动一大批相关产业的发展和 技术进步。 智能建筑不仅能为人们提供安全、舒适、节能、 高效的工作和生活空间，还能运用现代高新技术，把 有限的资金和有限的建筑空间进行综合地开发利用。
智能建筑的发展趋势可以概括为以下方面： （1）智能建筑的建设方法论研究 （2）建立开放式的智能化建筑结构 （3）多媒体技术的广泛应用 （4）互联网技术 （5）智能卡技术 （6）流动办公技术 （7）家庭智能化技术 （8）数据卫星通信技术
7.4 节能建筑 7.4.1 节能建筑的概念
节能建筑亦称适应气候条件的建筑，是指采取相 应的措施利用当地有利的气象条件，避免不利的气象 条件设计的低能耗的建筑。或者说，使设计的建筑在 少使用或不使用采暖、制冷设备的前提下，让一年四 季的室内气温尽可能地维持或接近在舒适的范围内。 事实上，我们所使用的采暖和制冷设备的主要任 务就是辅助调整室内自然温度使之达到舒适的范围之 内。
7.4.2 节能建筑实施途径
7.4.2.1 国外节能建筑的节能途径
（1）提高对建筑物的保温要求，确立经济合理 的保温指标； （2）提高对建筑物外墙气密性的要求； （3）开发推广节能供暖技术和设备； （4）设计技能型住宅； （5）开发和应用高效的保温隔热材料。
7.4.2.2 我国节能建筑实现的途径
（1）从源头上采取措施提高能源利用效率 （2）加强维护结构的保温隔热和气密性 （3）提高采暖系统的效率 （4）设计节能型建筑，设计优化的建筑结构
7.4.3 建筑节能的具体做法
7.4.3.1 概述
（1）选择建筑表面积小的住宅外形。表面积越 小则建筑热损失亦越小。 （2）合适的窗面积及方位。为了充分利用太阳 辐射热和有利于夏季的通风，把南侧窗设计大些， 北侧窗设计小
些。 （3）调整日照。在南面窗户上做遮阳板或种植 树木挡住日照，可减缓夏季的酷热。
（4）平面规划。在建筑周围植树，挡寒挡风挡 尘等。 （5）防止缝隙进风。防止门窗缝隙的冷风渗透， 加以密封。 （6）使用绝热材料。对地板、墙、顶棚以及屋 顶进行绝热，以减少围护结构四周的传热系数，从 而可有效地减少住宅的供暖、供冷的负荷量。
7.4.3.2 外墙的绝热
对墙体实施复合保温是目前外墙节能的主要措 施，它采用保温材料与基层墙体复合，从而提高外 墙的保温和隔热性能。复合保温措施可根据保温材 料在墙体中的位置分为内保温、中保温、组合保温 和外保温四种。 外墙内保温是上海地区习惯使用的一种墙体保 温措施，具有施工方便、造价较低等优点。内保温 墙体一般用高效保温材料复合，保温材料与主墙体 之间可设或不设空气间层，其表面覆以纸面石膏板。
7.4.3.3 门窗的绝热多孔砖外墙保温
（1）采用节能建筑玻璃 采用热反射镀膜玻璃，对波长在0.3~2.5μm范围 内的太阳光有良好的反射和吸收能力，能够明显减 少太阳光的辐射热能向室内的传递，保持室内温度 的稳定达到节能。 （2）加密封条或密封材料 单层窗上贴透明薄膜或采用单框双玻璃。
（3）采用保温户门和阳台门 在门窗中层可填充25mm厚的岩棉、保温性能与 370mm的砖墙相近。 在阳台的门心板上贴2.5cm厚的聚苯板，保温效 果良好。
7.4.3.4 屋面节能措施
平屋面节能应改变过去把保温层密封在屋面防 水层与结构层之间的不利做法，并尽量采用高效保 温材料作屋面保温层，如发泡聚苯板（EPS板）或挤 塑型聚苯板（XPS板）等。在构造形式上尽量采用目 前国外流行的倒置保温做法，把保温层置于屋面防 水层之上，从而简化屋面构造，减薄屋面厚度，并 有效保护防水层。 在屋面采用带铝箔的玻璃棉板这种高效保温隔 热材料，可以大大提高屋面的传热阻值，有效地减 少热量的流通量，保温隔热效果显著。
7.4.3.5 遮阳板系统
使用各种轻便、可调的遮阳设备可以卓有成效 地抵御夏季太阳间接或直接辐射对室内气温的影响， 大大降低夏季室内温度。 根据美国研究人员对墙体与玻璃的太阳辐射热 量通过情况进行比较，通过玻璃进入室内的太阳辐 射量是墙体的30倍以上。但如果附近加了一定的遮 阳措施，这种热量通过则明显减少，只占原先的1/3 左右。
7.4.3.6 利用太阳能采暖和空调
太阳能在建筑中的热利用是建筑节能有效而又 经济可行的重要措施，它与建筑师对于建筑物应与 自然环境相协调的观点一致，由此而产生了太
阳能 建筑，并受到国际上的普遍重视。在20世纪80年代 召开的世界太阳能会议上，参加太阳能建筑的代表 人数最多，现已出现了“太阳能建筑学”新专业， 这是值得我们建筑界重视的一个动向。太阳能建筑 目前正在朝着带有保温窗帘的直接受益式方向发展。
7.4.3.7 采用节能型家用电器炉灶、空调和照明 采用节能型家用电器炉灶、
传统煤气的热量有四分之一通过烟囱损失了。 美国发明的新式冷凝炉通过冷却和冷凝废气，回收 大部分散失热量使能耗下降28%。美国国会最近通过 了由总统批准执行的新的家用电器效率标准法案。 据统计，执行这项法案后，可节省大量电力和天然 气。美国劳伦斯伯克利实验室开发的高频电子镇流 器可使荧光灯效率提高20％~30%，估计30年内照明 可节电250万美元。
7.4.4 节能建筑的发展前景
未来节能建筑需要发展的重点领域如下：研究 新型低能耗的围护结构（包括墙体、门窗、屋面） 体系成套节能技术及产品；新型能源的开发和能源 的综合利用，包括太阳能、地下能源开发利用和能 源综合利用；室内环境控制成套节能技术的研究和 设计开发；利用计算机模拟仿真技术分析制冷技术， 特别是围护结构和采暖空调系统改造；建筑物室内 温度和湿度控制技术和冷热量计量收费技术及产品。